高速激光熔覆過程中影響加工的八大參數(shù)
1、激光功率:單位時間內(nèi)激光器輸出的能量。高速激光熔覆一般采用KW級激光器,如LT-3KW、LT-4KW等,市場應用廣泛,能夠滿足大部分領域的需求。
2、光斑形狀:光斑形狀是影響熔覆質(zhì)量的一個重要因素,光斑形狀由激光器的光學系統(tǒng)決定。激光光束從送粉器射出后,經(jīng)過掃描系統(tǒng),再到基板上,在不同的位置形成不同的光斑。光斑形狀直接影響著熔覆效果和成形質(zhì)量。常見的光斑形狀分為圓形和矩形兩種,用戶根據(jù)加工對象的特點選擇使用。
3、光斑大小:光斑大小是指光束被掃描到基板表面的面積。激光熔覆過程中,激光能量聚集在熔覆層的中央,然后通過輻射向周圍發(fā)散,光斑大小主要影響光功率密度,即單位面積的光能。相同功率條件下,光斑尺寸越小,光功率密度越大,高功率密度光斑適用于高包層。熔點金屬粉末。
4、 加工距離:也叫搭接率,是指激光熔覆時,激光束從熔池中吸收熱量所需的距離。激光熔覆過程中,光斑距離是影響熔覆質(zhì)量的重要因素。在實際加工中,當光斑距離在3-5 mm范圍內(nèi)變化時,熔覆層質(zhì)量良好,因此光斑距離一般控制在3-5 mm。
5、搭接率:搭接率是指熔覆金屬粉末與基板的搭接率。搭接率是影響熔覆層表面粗糙度的一個重要參數(shù)。熔覆材料與基板之間的搭接率越大,越容易獲得粗糙度較低的熔覆層表面。
光斑直徑增大時,激光束能量密度提高,熔池受熱變寬,熔化速度加快,在基板上產(chǎn)生較多的小孔。
搭接率提高,熔覆層表面粗糙度降低。但搭接部分的均勻性很難得到。每道熔覆層之間相互搭接區(qū)域的深度與每道熔覆層正中的深度有所不同,從而影響了整個熔覆層。高速熔覆的搭接率高達70%-80%(普通熔覆的搭接率為30%-50%)。
6、熔覆速度:熔覆線速度和熔覆面積率都可以表示熔覆速度。實測中物力拓高速激光熔覆線速度為20m/min-50m/min,熔覆厚度為0.2-0.6mm時,熔覆效率為0.6-1.2平方米/小時。
7、送粉方式:高速激光熔覆中的送粉器是激光熔覆質(zhì)量的關鍵。高速激光熔覆的送粉方式主要有環(huán)形送粉和中心送粉。中心送粉比環(huán)形送粉粉末利用率高,但設計難度大,需要用圓環(huán)圍住橫梁。送粉管一周。目前市場上有很多圓形送粉應用。
8、保護氣體壓力:高速激光熔覆過程中,基體與熔覆材料之間很容易氧化,熔覆材料中含有的氧化物,會導致基體材料表面發(fā)黑、發(fā)暗、變硬,嚴重影響了工件表面質(zhì)量。為避免熔覆材料氧化,需對工件進行保護。高速激光熔覆可在保護氣體下進行,一般采用氮氣或氬氣作為保護氣體,主要用于送粉,在激光熔覆池周圍形成保護區(qū)域,減少氧化。
激光熔覆技術是一種的表面修復技術,可以應用于大型構件的修復。它主要是利用激光束對材料表面進行加熱,使其部分熔化并與底材融合,形成新的涂層或修復材料。這種技術有以下優(yōu)點:
1、?。杭す馊鄹布夹g可以快速進行表面修復,減少生產(chǎn)時間和維修成本。
2、 精度高:激光熔覆技術可以實現(xiàn)的表面修復,修復后的構件符合設計要求。
3、 適用范圍廣:激光熔覆技術可以應用于多種材料的表面修復,如鋼、鋁、鎳基合金等。
4、 質(zhì)量穩(wěn)定:激光熔覆技術可以消除焊接過程中的氣孔、裂紋等缺陷,修復后的構件質(zhì)量穩(wěn)定。
在大型構件修復中,激光熔覆技術可以應用于船舶、橋梁、飛機和汽車等重要構件的表面修復。例如,船舶的螺旋槳、舵葉和船體表面的修復,可以使用激光熔覆技術實現(xiàn)。另外,在飛機和汽車等重要構件的修復中,激光熔覆技術也可以應用于引擎、變速器和發(fā)動機等部件的表面修復。
總之,激光熔覆技術在大型構件修復中具有廣泛的應用前景。隨著科技的不斷發(fā)展,相信激光熔覆技術在大型構件修復中的應用將會越來越廣泛,為構件的維修和修復提供更為、、穩(wěn)定的技術支持,降低維修成本和停機時間。
評判激光熔覆層的熔覆效果,主要從兩個方面:
一、宏觀上,檢查熔覆道的形狀、表面粗糙度、裂紋、氣孔及稀釋率等;
二、微觀上,檢查是否形成了良好的結構,是否能提供所需的性能。
此外,還應確定表面熔覆層化學元素的種類和分布,并注意分析過渡層的狀況是否為冶金結合,必要時進行質(zhì)量壽命檢測。
如何檢驗激光熔覆效果:
1、熔覆的工件是否有裂紋、氣孔;
2、熔覆工件熔覆后的表面粗糙程度;
3、是否獲得低稀釋率的良好涂層,并且涂層成分和稀釋度是否可控;
4、快速熔覆時,工件的變形是否降低到零件的裝配公差內(nèi);
5、送粉器送粉的穩(wěn)定性和熔覆層的均勻性可是一致性;
6、粉末利用率可在范圍內(nèi);
激光熔覆技術的特點:
1、涂層結構均勻、細化、缺陷率低;
2、涂層硬度高,可達50~62HRC,具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性;
3、涂層與基體之間存在冶金結合,結合強度高;
4、根據(jù)不同情況,涂層厚度可達0~10mm;
5、涂層材料可以是金屬和合金,也可以是金屬陶瓷;
6、基材為各類鋼和鑄鐵,也可以是其他金屬和合金材料;
7、可形成由基層、中層、外層組成的成分和硬度梯度涂層;
8、基材熱影響區(qū)小,熱變形小;
激光熔覆技術優(yōu)點:
1、稀釋率較低;基材上熱影響區(qū)小;
2、與基體形成冶金結合,結合強度達95%以上;
3、熔覆層與基體均勻,無粗大鑄造組織;
4、熔覆層及其界面結構細小,晶粒細小;
5、無空洞、夾雜裂紋等缺陷;
6、激光加工時基材表面僅輕微熔化,激光加工后不存在熱變形;
7、熔覆層與基底潤濕性好,結合強度高,易于實現(xiàn)自動化;
內(nèi)孔激光熔覆修復的應用場景:
1. 石油工業(yè):修復油井鉆桿、抽油桿等內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;
2. 化工行業(yè):修復管道、閥門、反應釜等設備內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;
3. 能源領域:修復核電站管道、鍋爐等設備內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;
4. 航空航天:修復發(fā)動機葉片、燃燒室等高溫部件內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位;
5. 汽車制造:修復發(fā)動機缸體、曲軸等內(nèi)孔磨損或腐蝕的部位。
總之,內(nèi)孔激光熔覆修復技術是一種具有廣闊應用前景的表面工程技術。雖然仍存在一些挑戰(zhàn)和限制,但隨著技術的不斷發(fā)展和完善,相信它將會在未來的工業(yè)領域中發(fā)揮更加重要的作用。
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